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绿碳化硅原材料在新能源领域的新应用

发布时间：2022-09-03 16:26:12 浏览次数：次

绿碳化硅原材料在新能源领域的新应用

烧结碳化硅陶瓷的原材料是98-99%含量的高纯绿碳化硅。以往，碳化硅陶瓷生产企业选用黑碳化硅颗粒和黑碳化硅粉末，生产耐磨耐腐蚀的碳化硅泵体、碳化硅喷嘴、碳化硅耐磨板、碳化硅密封圈等产品。近年来，随着新能源汽车行业井喷式的发展，对锂电池领域中的碳化硅陶瓷有了新的发展前景。这也对碳化硅陶瓷原材料提出了更高的要求。绿碳化硅的纯度（99%）和硬度（莫氏9.5）都比黑碳化硅高，化学稳定性和热力学性能也更优秀。因此，对于新能源相关行业的碳化硅陶瓷，需要选择纯度99%以上的绿碳化硅。

自上世纪60年代开始，碳化硅就被用于生产高性能的碳化硅复合陶瓷。碳化硅陶瓷具有耐磨性和机械强度高、密度比重小、化学性能和热力学性能稳定、导热系数高、热膨胀系数小等特性，在精细化工、半导体、冶金、国防军工等领域都有着广泛的应用。

在近年发展得如火如荼的锂电池领域中，碳化硅陶瓷在其原料的制备环节上也同样发挥着重要作用，如：

1.   磷酸铁锂的精细研磨
目前锂电池正极材料普遍采用磷酸铁锂。磷酸铁锂的“超细研磨”需要在大电流放电时保持研磨设备的稳定。这也是提高其使用性能的主要手段之一。
目前该工艺中最常用的设备就是砂磨机，利用碳化硅材料的特性完全可以让砂磨机更适用于磷酸铁锂的生产——如碳化硅内筒体，硬度高、耐磨、导热性好，可快速带走研磨腔内的热量，大大提高研磨的效率还降低能耗。

2.   三元材料的高温烧结
正极材料一般需要在较高的温度下通过氧化物原料或前驱体反应制得，而快速加热和冷却过程中坩埚易出现开裂和剥落，因此需要耐高温且抗热冲击性好的器皿能盛装氧化物原料或前驱体材料。
而碳化硅陶瓷的耐高温、耐腐蚀以及高承重性，恰恰适用于三元材料的高温烧结工艺，可以很好的保障高温煅烧的稳定可靠。

3.   光伏领域
碳化硅陶瓷在光伏领域也是大有可为。如在单晶硅和多晶硅的合成工艺中，碳化硅陶瓷的耐冲击、耐磨损、耐高温特性，表面化学气相沉积后的高纯度保障了硅料的合成工艺；在硅片热处理和氧化工艺中，因碳化硅陶瓷具有耐高温承载能力及高纯度，能使制程处理温度提高，从而提高硅片的性能，因此晶舟、托架、悬臂桨等核心部件越来也成为重要的窑具部件。

目前，碳化硅窑具制造商多选用绿碳化硅F90(150微米),F150（80微米）,F180（70微米）粒度砂和绿碳化硅F240（50微米）,F2000（1.5微米）微粉等型号。

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